潮汐制動?金星可能是適宜居住的!但是這一切被一個海洋扼殺了!

2020-12-04 遨遊世界科學

金星,可能大多數人對它一無所知,金星是一個地獄般的地方!它是太陽系中最熱的行星,大氣溫度足以融化鉛。空氣也是一種有毒的煙雲,主要由二氧化碳和硫酸雨雲組成。

然而,科學家們推斷,金星曾經是一個非常不同的地方,它的表面曾經有更冷的大氣層和液體海洋,甚至和地球相差無幾。不幸的是,這一切都在數十億年前發生了變化,金星經歷了失控的溫室效應,把地球景觀變成了我們今天所知道的地獄般的世界。

理論認為,金星可能是適宜居住的,但是一個巨大的海洋減緩了它的自轉速度,殺死了它。根據美國宇航局支持的一個國際科學家小組的研究,可能正是這片海洋的存在首先導致了金星的這種轉變。

我們知道金星除了非常熱之外,而且在白天、夜晚或一年中幾乎沒有任何溫度變化。這是由於它的大氣密度極高(是地球大氣壓力的93倍)和行星自轉緩慢造成的。與地球相對較快的自轉23小時56分4秒相比,金星繞軸自轉一周需要243天左右。

同樣值得注意的是,金星的自轉方向與地球和大多數其他行星相反(逆行旋轉)。在這緩慢的旋轉過程中,金星厚厚的大氣層和低層大氣的風傳遞熱量的過程中,金星表面的平均溫度從未偏離462°C。

一段時間以來,天文學家一直懷疑,金星的自轉速度可能比地球更快,而且與地球的自轉方向相同,這可能是金星能夠在其表面支持液體海洋(甚至可能是宿主生命)的一個關鍵因素。至於導致這一變化的原因,一個流行的理論是,一次巨大的撞擊減緩了金星的自轉速度,甚至逆轉了它的自轉。

簡而言之,潮汐對行星的自轉起著剎車的作用,因為潮汐流和海床之間產生了摩擦。在地球上,這種效應每百萬年改變一天的長度約20秒。為了量化早期海洋會對金星造成多大的衝擊,格科學家們使用了一個專門的數字潮汐模型進行了一系列的模擬。

研究小組模擬了金星的情況,包括海洋的不同深度,自轉周期從243天到64天不等。然後,他們計算了潮汐耗散率和由此產生的潮汐力矩。他們發現,海洋潮汐每百萬年足以使地球減速72次,當然這取決於其最初的旋轉速度。

這表明潮汐可能在1000萬到5000萬年內使金星的自轉速度減慢到目前的速度。由於自轉速率的降低導致金星的海洋在其面向太陽的一面蒸發,導致失控的溫室效應,這種潮汐的破壞殘酷地剝奪了金星在相當短的時間內適宜居住的能力。

這項研究表明,潮汐對於重塑一顆行星的自轉有多麼重要,即使那片海洋只存在了幾億年,潮汐對於一顆行星的宜居有多麼關鍵。換句話說,潮汐制動可能是金星從一個海洋覆蓋的世界,原本可以很好地維持生命的世界,變成一個炎熱、地獄般的環境,那裡沒有任何東西可以生存,而且是在幾個億的時間裡。這些發現也可能對太陽系外行星的研究產生影響,因為在太陽系外已經發現了許多「類金星」行星。

因此,我們可以有信心地假設,在其恆星周圍宜居帶的內邊緣附近發現的系外行星具有類似的旋轉周期,這是由於它們的海洋減緩了它們的速度。也許,僅僅是也許,這項研究還有助於為將來可能的努力提供信息,使金星恢復到數十億年前的樣子——也就是使其地球化!

通過加速地球的自轉,我們將能夠顯著減少地球的溫室效應。然後泵入數噸氫氣,將大氣中密集的二氧化碳雲轉化為水,屆時金星將重新擁有它的海洋,人類將有另一顆行星居住!但是當然,我們必須小心地監視潮汐,以防止地球再次變成地獄!

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